Search the Community

Вопрос, неоднократно поднимаемый на форумах: есть схема ключевого каскада. Если с номиналом базового (токоограничительного) резистора (в данном случае R3) особых проблем не возникает, для ключевого режима он должен обеспечивать базовый ток не меньше, чем коллекторный (через резистор R1), деленный на коэффициент усиления (h21, бета) данного транзистора (хотя это "не меньше" должно быть НАМНОГО не меньше, что будет показано ниже), то с номиналом базо-эмиттерного резистора R2 возникают существенные непонятки не только у "юных дарований", но даже у казалось бы грамотных и квалифицированных инженеров. Нередки рекомендации ставить его в диапазоне 10...100 кОм (искать ссылки несколько лениво, прошу поверить на слово). Либо вообще не ставить. Последнее наиболее часто можно наблюдать в буржуинских схемах. Поэтому давайте в конце концов разберемся, зачем этот резистор вообще нужен и каким должен быть его номинал. У биполярного транзистора существует такой паразитный параметр, как неуправляемые коллекторный и базовый токи. Их величина зависит от материала (у германиевых они примерно на порядок больше, чем у кремниевых) технологии (качества изготовления), мощности и т.п. При определенных сочетаниях режимов работы транзистора (высокое напряжение между коллектором и эмиттером, повышенная температура, влияние импульсных помех и др.) эти неуправляемые токи могут привести к самопроизвольному (при)открыванию транзистора с дальнейшим переходом в лавинный режим работы и соответствующими печальными результатами. Чтобы такого не произошло, между базой и эмиттером ставится внешний резистор, через который этот неуправляемый базовый ток и закорачивается. Для кремниевого транзистора такого резистора, как правило, достаточно. Для германиевого - обычно было недостаточно и приходилось подавать через него небольшое запирающее напряжение. Сейчас, поскольку германиевые транзисторы применяются разве что в экзотических схемах, этот момент для них стал неактуален. С назначением базо-эмиттерного резистора вроде понятно. Так каким же должен быть его номинал? Дома у меня лежат пара бумажных справочников по транзисторам: 1. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник / К.М.Брежнева и др.; Под ред. Б.Л.Перельмана.- М.: Радио и связь, 1981.- 656 с. 2. Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справочник / Б.А.Бородин и др.; Под ред. А.В.Голомедова.- М.: Радио и связь, 1985.- 560 с. Приведенный ниже сканы взяты из первого из них. Во втором эти данные тоже есть. Давайте внимательно посмотрим в разделе "Максимально допустимые параметры" на такой параметр, как постоянное напряжение коллектор-эмиттер UКЭ max, а именно, условие его измерения - номинал базового резистора RБ (обведено красной рамкой). для маломощного транзистора КТ104 RБ = 10 кОм. Для транзистора средней мощности КТ611 RБ = 1 кОм. Для транзистора большой мощности среднечастотного КТ803 RБ = 100 Ом. Для транзистора большой мощности высокочастотного КТ913 RБ = 10 Ом (!!!) А-ФИ-ГЕТЬ!!! Разброс на ТРИ порядка! От 10 кОм до 10 Ом. Конечно же, для каждого типа транзистора значения свои. Так, для ГТ109 его номинал равен 200 кОм; для КТ630 - 3 кОм. Для ГТ122 он равен нулю. И т.д. и т.п. А для МП39...МП42, МП111...116, да и для немалого количества других типов транзисторов (особенно маломощных) его номинал вообще не приведен. Но суть не в этом, а в том, что чем больше мощность транзистора, тем меньший номинал базо-эмиттерного резистора гарантирует, что при любых температурных (и прочих) условиях транзистор самопроизвольно не откроется. Кстати, пересмотрел десятка два даташитов на буржуинские биполярные транзисторы - ни в одном из них (в разделе Absolute Maximum Rating) не нашел даже упоминания о таком резисторе. В первом приближении можно принять зависимость между мощностью и номиналами RБ, приведенную выше на сканах: 10 кОм для маломощных, 1 кОм - средней мощности и 100 Ом - для мощных транзисторов. Кроме того, чем выше граничная частота работы данного типа транзистора, тем меньше должен быть номинал RБ. Естественно, такая зависимость не является догмой. Каждый может сам для себя выбирать, что ему по вкусу. Но именно сам для себя, когда "выбирающий" и отвечает за работоспособность устройства. Если же устройство должно выполнять какие-то критические функции, то выбор "с потолка" становится уже неприемлемым. В действие вступает правило: "Не делайте тяп-ляп. Делайте хорошо. Плохо само получится"! IMXO, спасибо за наводку. Очень даже похоже на истину. Только почему-то очень мало кто использует этот параметр для расчета. Лепят отсебятину кто во что горазд. Не сложно ли будет пояснить, откуда взялась цифра 0,1 В? Отсимулировал этот каскад при отключенном Rб. Вот что получилось. Выходит, что транзистор начинает открываться при напряжении на базе, равном 425 мВ (канал "С", красная вертикальная метка Т1). Но это при температуре 20оС! Если она повысится до предельно допустимой (как это сделать в Мультисиме, пока не знаю), скажем, до 150оС, то учитывая, что напряжение на р-п переходе снижается на 2...2,5 мВ/град. получается как раз около 0,1 В. А теперь я увеличил чувствительность трека "В" (красный), показывающего базовый ток до 50 мВ/дел. В точке начала открывания транзистора (Т1) его величина составляет 224 нА (коэффициент преобразования датчика тока составляет 1 В/мА). Еще увеличил чувствительность (до 1 мВ/дел). Переместил маркер Т2 в точку, где базовый ток начинает отклоняться от нуля. Она соответствует базовому напряжению 225 мВ. Делим на 2 (для надежности) - получаем этот самый 0,1 В.